Epic Games: Unreal Engine 4 und die Zukunft der Spielegrafik

GDC Europe 2012

Bei der ersten öffentlichen Präsentation hat Epic Games neue Einblicke in die globale Beleuchtung, die Partikeleffekte und den Editor der Unreal Engine 4 zugelassen - und im Interview mit Golem.de über die Grafik der Zukunft und Mobile Gaming gesprochen.

Artikel veröffentlicht am 14. August 2012, 18:30 Uhr, Peter Steinlechner

Unreal Engine 4 (Bild: Epic Games)

Ganz ruhig gleitet die Kamera durch eine verschneite Ruine. Staub tanzt in der Luft, die Sonne glitzert auf Kristallen, lange Schatten verschwinden im Dunkeln. Und dann ist der Teufel los - und zwar im wahrsten Sinne: Ein riesiges Ungeheuer mit flammendem Blick bricht aus dem Felsgestein empor und marschiert durch die Schlosstore - im Hintergrund ist ein riesiger Vulkan zu sehen. Epic Games hat mit dieser Szene die erste gut 40-minütige, weltweite Präsentation der Unreal Engine 4 auf der GDC Europe 2012 eröffnet. Die Technologiedemo lief auf einem nicht näher spezifierten PC mit einer Nvidia Geforce 680 GTX, für die Präsentation war Alan Willard zuständig.

Eine der wichtigsten neuen Funktionen ist laut Epic Games das vollständig dynamische globale Beleuchtungssystem. "Alle Objekte können dynamisch geändert werden, und das sieht man dann auch ohne Preprocession in der Engine", erklärt Willard. Er zeigt, wie sich die Außenhülle von Statuen verändern lässt und wie ein rot glühender Hammer sich in der Welt spiegelt. Ebenfalls beeindruckend: Mit einer virtuellen Hand ergreift der Programmierer einen Wasserball und zieht eine nasse Spur durch das Testlevel, in dem sich sofort und sehr glaubwürdig die Umgebung spiegelt. Das alles funktioniert ohne die sonst verwendeten eingebackenen Lightmaps - die aktuelle Version der Engine unterstützt derartiges gar nicht, was sich bis zur endgültigen Fassung allerdings noch ändern könnte.

Ein Teppich reflektiert anders

Die Reflexionen sind abhängig vom Material - ein Teppich wirft Licht also ganz anders zurück als eine Steinwand. Noch eine Spur imposanter sind die neuen Partikeleffekte. Willard zeigt einen Raum, in dem sich mehrere Wolken aus mehr als einer Million Partikel befinden, die sich unterschiedlich einfärben und ausleuchten lassen, während sie wild umeinander und durcheinander wirbeln. An einer Stelle ist zu sehen, wie ein Feuerball einen Raum halb in Brand steckt, was ebenfalls mit vielen kleinsten Partikeln animiert ist, und wie ein Eisball die Flammen lischt - ebenfalls mit unzähligen Eiskristallpartikeln.

Deutlich überarbeitet ist auch der Editor. Es gibt ein neues Interface mit dem Namen Slate, das Spielentwickler sehr weitgehend ihren persönlichen Vorlieben und Bedürfnissen anpassen können. Um die Eigenschaften von Leveln und Objekten (die bei Epic künftig Blueprint heißen) zu bearbeiten, existiert ein Werkzeug namens Kismet - das Unreal Script vollständig ersetzt. Entwickler können in Kismet jedes Objekt einzeln aufrufen und einen Programmcode dazu schreiben, dessen Ausführung man dann detailliert in einer Art Ablaufdiagramm verfolgen kann. "Das System ist extrem debuggable", merkt Willard an. Außerdem ist es möglich, C++-Code direkt aus der Engine heraus aufzurufen, ihn zu ändern, dann zu kompilieren und sofort auszuführen - ohne Wartezeit.

Die Unreal Engine 4 ist noch nicht ganz fertig - unter anderem arbeitet Epic Games noch am System zur Darstellung großer Außenlandschaften. Trotzdem ist es schon jetzt möglich, auf individueller Basis mit der Firma eine Lizenzierung zu vereinbaren und mit der Technologie zu arbeiten. Zu einem späteren, noch nicht genannten Zeitpunkt soll es auch ein kostenlos verfügbares Unreal Development Kit 4 geben. Nach offizieller Lesart von Epic Games steht die Unreal Engine 4 derzeit nur für PCs zur Verfügung. Zu Next-Generation-Konsolen wollte sich die Firma wegen zahlreicher Non-Disclosure-Agreements nicht äußern - was bedeutet: Irgendetwas gibt es da schon.

Topgrafik auf mobilen Endgeräten

In einem weiteren Vortrag hat Niklas Smedberg - Senior Engine Programmer im Platform Team bei Epic Games - über Grafik auf Smartphones und Tablets gesprochen. Er ist vor allem mit Titeln wie Infinity Blade Dungeons beschäftigt, das Epic derzeit für iOS produziert. Auf der GDC Europe 2012 ging es vor allem um die Grafikprogrammierung von Imagination PowerVR Technologies' SGX. Smedberg ist mit der aktuellen Hardware sehr zufrieden und lobt vor allem die Unterstützung von Shades, Render to Texture, die Depth Textures und MSAA. Er hat die grundsätzliche Struktur des Chips beschrieben, die quasi direkt und ohne einen Frame Buffer die einzelnen Pixel auf dem Display anspricht - so wie das alle relevanten GPUs für mobile Endgeräte machen, abgesehen von Nvidias Tegra.

"Mobile Endgeräte sind der neue PC", sagte Smedberg und meinte, dass einige Arbeitsschritte, die früher und teils auch jetzt noch auf PCs wichtig waren, auf Smartphones und Tablets erneut nötig sind. Etwa das Anpassen von Spielen auf jedes einzelne Gerät, inklusive entsprechend gründlicher Tests - "die skalierbare Grafik ist wieder da". Besonders schwierig und aufwendig ist das unter Android, weil es sehr viele unterschiedliche Geräte mit sehr vielfältiger Hardware gibt. Aber auch an Apple-Geräten gibt es ein paar Probleme, etwa die hohe Auflösung der Retina-Displays, wegen der die Grafik sehr viele Pixel ansprechen und entsprechend schnell sein muss.

Programmierern gibt Smedberg den Rat, genug Zeit für die Optimierung ihrer Software an Mobilgeräte einzuplanen. Sie sollten außerdem prüfen, ob es Sinn ergibt, möglichst viele mathematische Berechnungen auf die Vertex Shader auszulagern. Ein kleines Geheimnis aus der Epic-Trickkiste verrät er auch: Für die Berechnung der Tiefenunschärfe verwendet das Team nicht das aktuelle, sondern immer das vorherige, bereits fertige Bild - das spart Zeit und man müsse schon sehr genau hinsehen, um im Spiel Artefakte zu erkennen.